Diacilglicerolo

Il diacilglicerolo (DAG) è un lipide presente in tutte le membrane cellulari eucariote e ha un ruolo fondamentale nel metabolismo dei lipidi e nei processi di segnalazione che controllano diverse funzioni cellulari regolando la localizzazione della proteina chinasi C (PKC).

Il diacilglicerolo ha funzioni uniche come componente di base delle membrane, intermedio nel metabolismo dei lipidi ed elemento chiave nella segnalazione mediata dai lipidi. Negli eucarioti, ad esempio, la generazione e/o il consumo alterati di diacilglicerolo hanno gravi effetti sullo sviluppo degli organi e sulla crescita cellulare associati a malattie come cancro, diabete, disturbi del sistema immunitario e malattia di Alzheimer.

La fosforilazione del diacilglicerolo che avviene grazie all’azione dell’enzima diacilglicerolo chinasi (DGK), porta alla formazione di  acido fosfatidico che è allo stesso tempo sia un elemento fondamentale della sintesi dei fosfolipidi che un importante secondo messaggero lipidico che trasmette informazioni di segnalazione.

Struttura del diacilglicerolo

La struttura di base del diacilglicerolo è costituita da glicerolo ovvero 1,2,3 propantriolo con due catene di acidi grassi unite, tramite legame estereo, a due dei tre atomi di carbonio. La diversità delle specie di diacilglicerolo osservate nelle cellule è causata dalla diversità degli acidi grassi presenti sia per quanto attiene la lunghezza della catena che per quanto riguarda la presenza di eventuali siti di insaturazione oltre che per la posizione dei doppi legami.

Diversi acidi grassi legati al diacilglicerolo conferiscono alla molecola proprietà fisiche e chimiche uniche che pertanto prende parte a una varietà di funzioni cellulari. A parità di catene di acidi grassi a seconda della posizione in cui sono presenti si hanno due isomeri di posizione ovvero l’1,2 e l’1,3-diacilglicerolo.

Questi isomeri presentano distinte proprietà biochimiche e partecipano a diversi percorsi metabolici. Ad esempio l’1,2-DAG funge da precursore per la sintesi dei fosfolipidi, mentre l’1,3-DAG è un intermedio nella biosintesi dei triacilgliceroli. Stante la molteplicità di acidi grassi che danno esterificazione con il glicerolo si hanno, conseguentemente, un numero molto elevato di diacilgliceroli.

Oltre alle diverse specie di acidi grassi esterificati allo scheletro del glicerolo, i DAG possono presentarsi in diverse forme di stereoisomeri. La numerazione stereospecifica (sn) designa la conformazione dei derivati ​​del glicerolo, quindi la posizione dell’estere grasso nello scheletro del glicerolo

Biosintesi

L’acido fosfatidico derivante dal glicerolo-3-fosfato o dalla fosfatidilcolina, precursore di tutti i glicerolipidi, viene convertito in 1,2-diacilglicerolo grazie all’azione dell’enzima chiave nel metabolismo dei lipidi ovvero fosfatidato fosfatasi. Tuttavia può anche avvenire la reazione inversa a partire dal DAG che, grazie all’azione di una diacilglicerolo chinasi, si trasforma in acido fosfatidico.

La fosfatidilcolina dà luogo anche alla formazione di intermedi monoacilgliceroli e, infine, alla sintesi di triacilgliceroli. Durante la biosintesi della sfingomielina , gli 1,2‑ sn ‑diacilgliceroli vengono prodotti dalla fosfatidilcolina tramite una reazione di scambio con la ceramide catalizzata dalle sfingomielina sintasi SMS1 e SMS2.

I sn -1,2-diacilgliceroli possono essere formati come intermedi nel catabolismo di tutti i glicerolipidi e durante la digestione dei lipidi nell’intestino mediante idrolisi da parte delle lipasi. Negli esseri umani, la lipasi linguale idrolizza preferibilmente il legame estereo nella posizione 3 dei triacilgliceroli, portando alla formazione principalmente di sn -1,2-diacilgliceroli, mentre la lipasi pancreatica produce una miscela racemica degli isomeri sn -1,2- e 2,3- fino a ulteriori prodotti di digestione come i monoacilgliceroli.

Omeostasi lipidica

Con la diffusione globale dell’obesità e delle malattie ad essa associate, è stato posto molto interesse nello studio dei meccanismi che controllano l’omeostasi lipidica. La fosfatidato fosfatasi catalizza il penultimo passaggio nella sintesi del triacilglicerolo svolgendo un ruolo cruciale nell’omeostasi lipidica controllando le proporzioni relative del suo substrato fosfatato e del suo prodotto diacilglicerolo.

La molecola di triacilglicerolo costituisce la forma di accumulo di energia cellulare più ricca di calorie, consentendo agli organismi di resistere a periodi prolungati di privazione di nutrienti. Inoltre, le riserve di triacilglicerolo possono fornire una fonte di acidi grassi e diacilglicerolo per la biosintesi della membrana durante la crescita cellulare.

Questa duplice funzione del triacilglicerolo sia come riserva di substrati energetici che come precursore lipidico della membrana lo rende un attore centrale nell’omeostasi lipidica. La regolazione della sintesi e dell’accumulo di triacilglicerolo è fondamentale per la salute umana perché sia ​​un eccesso che un difetto nell’accumulo di grassi determinano disturbi associati ai lipidi come obesità, lipodistrofia, resistenza all’insulina, diabete, ipertensione e malattie cardiovascolari

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